生体内拡散光を用いた無侵襲血管性状イメージングシステムの構築

利用体内漫射光构建非侵入性血管特性成像系统

基本信息

批准号：
21K12734
负责人：
北間正崇
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hokkaido University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

慢性腎不全患者が人工透析を行う際に造設する内シャントの血管異常（狭窄，閉塞）を早期に診断・治療することは，患者QOLの点から重要である．透析患者の狭窄原因として症例の多い血管壁の石灰化状態を無侵襲で体外からイメージングできれば，早期診断の一助となる．本研究では，従前に研究・開発してきた非侵襲内シャント光イメージング技術を応用することで血管石灰化状態のイメージング手法の確立を目指す．今年度は，前年度に検討・評価を行った最適波長光源と検出系を用いてイメージングに焦点を絞り，以下の実験的検証を行った．１．計測の定量性を評価するために，血管壁全体が均等に石灰化する狭窄状態を模擬した前腕部ファントムを作製した．前腕部ファントムの基本構造は従前の研究で確立しており，新たにリン酸カルシウムを基材とした石灰化狭窄部を組み込んだ．作製したファントムの構造評価にはX線透視装置を利用した．２．前年度に構築した2次元分布計測システムを拡張し，波長810 nmと1,208 nmの複数光源での撮影を可能とするシステムを構築した．このシステムを用いて，前述の前腕部ファントムにおける模擬石灰化病変の描出を目指した．その結果，波長810 nmでは，血管壁部と血液部は鮮明に描出されるものの，石灰化部は透過性が高く描出されないことが示唆された．また，波長1,208 nmでは，石灰化部は高コントラストで描出されたものの，正常血管壁や血液部のコントラストが低いことが再確認された．これらの結果から，両波長での透視像を統合することにより，石灰化部，血液部の分離描出が可能となり，限定条件下ではあるが狭窄部外径が最大誤差率2.8％の精度で検出可能なことが明らかとなった．

在患者生活质量方面，在慢性肾衰竭患者进行透析时，在进行透析时造成的内部分流的血管异常（狭窄，阻塞）的早期诊断和治疗。如果血管壁的钙化状态（通常是透析患者狭窄的原因）可以从体外进行非侵入性进行，这将很有帮助。这项研究旨在通过应用先前已经研究和开发的非侵入性内部光学成像技术来建立一种用于血管钙化的成像方法。今年，我们专注于使用上一年研究和评估的最佳波长光源和检测系统进行成像，并进行了以下实验验证。 1。为了评估定量测量，创建了一个前臂幻影，以模拟整个血管壁均匀钙化的狭窄条件。前臂幻影的基本结构已在先前的研究中建立，并使用磷酸钙作为基本材料进行了新的钙化狭窄。 X射线透视镜用于评估制造的幻影的结构。 2。上一年内建造的2D分配测量系统进行了扩展，以创建一个系统，该系统允许使用波长为810 nm和1,208 nm的多个光源进行照相。使用此系统，我们旨在描绘上述前臂幻影中的模拟钙化病变。结果表明，在810 nm的波长中，清楚地描绘了血管壁和血片，但是钙化的截面高度渗透性且未描绘。此外，尽管钙化面积的波长为1,208 nm，但重申，正常血管壁和血液面积的对比度很低。这些结果表明，通过在两个波长处整合荧光镜图像，可以将钙化和血液截面分开并描绘出血液截面，尽管在有限的条件下，可以以2.8％的最大误差率准确地检测到狭窄部分的外径。